淺談電火花加工沖裁模具的常用工藝方法

【摘 要】對于沖裁模具來說，沖裁凸模與凹模配合間隙的大小和均勻性，直接影響到沖裁產品的質量和模具的壽命。本文主要介紹四種加工工藝的方法的優點和缺點。

【關鍵詞】沖裁模具；電極；電火花

一、直接電極法

所謂直接電極法就是直接用加長的鋼凸模作為工具電極，去加工凹模型孔的一種工藝方法。加工時靠調節脈沖參數使火花放電間隙等于沖裁間隙，這樣凹模的形狀就會與凸模完全吻合，并且能獲得均勻的凸、凹模配合間隙。這種方法的優點是：可以加工出均勻的凸、凹模配合間隙，模具的質量高，不需另外制造電極，工藝簡單。缺點主要體現在兩方面：一是由于工具電極材料不能任意選擇，只能與凸模材料相同而采用鋼質。二是不適合加工沖裁凸、凹模的配合間隙過小或過大的場合。解決這一缺點的方法是：當加工小間隙模具時，在加工之前先將電極的工作部分用化學侵蝕法蝕除一層金屬，使端面尺寸均勻縮小；當加工間隙較大時，可以用電鍍的方法在電極的工作部分鍍上一層金屬，以滿足加工時的間隙要求。

二、混合電極法

這種方法指的是用與凸模不同的材料作為凸模的加長部分。在制造凸模時，將電極材料（如鑄鐵等）粘接或釬焊在凸模上，并與凸模一起進行加工，獲得所需形狀后，用電極材料部分做電極。加工后，再將電極材料去除。這種方法與直接電極法的特點基本相同，電極材料雖然可以選擇，但由于要與凸模一起加工，所以只能選用鑄鐵或鋼，而不能采用性能較好的非鐵金屬（如銅）或石墨。

三、修配凸模法

修配凸模法是指分別制造出凸模和工具電極，但凸模不要直接加工到尺寸，要留一定的修配余量。用工具電極加工好凹模型孔后，再根據凹模的實際尺寸，修配凸模以達到需要的配合間隙。這種方法的優點是電極材料的選擇不受電極制造方法的限制，可以選用電加工性能較好的材料（如紫銅、黃銅等）作為工具電極。其缺點是很難得到均勻的配合間隙，模具質量較差；研配勞動量大，生產率低；另外沖頭和電極分開制造，工時多，周期長，經濟性差。

四、二次電極法

二次電極法是首先按照要求制造出一次電極，然后利用一次電極制造出二次電極，用兩個電極再分別制造出凹模和凸模，并保證模具的配合間隙。如圖1是二次電極法的加工原理圖，首先根據模具尺寸要求設計并制造一次凸模電極，然后用一次電極加工出凹模（見圖1a）；再用一次電極加工出凹型的二次電極（見圖1b）；最后用二次電極加工出凸模（見圖1c）。通過合理調節放電間隙S1、S2、S3來保證凸、凹模的配合間隙。

（a） （b） （c） （d）

圖1 二次電極法加工原理圖

注：1：一次電極；2：凹模；3：二次電極；4：凸模。

由圖1我們不難得出：Da=D1+2S1（式1）；D2=D1+2S2（式2）；

Dt=D2-2S3（式3）；Z=Da-Dt（式4）。式中：Da為凹模孔口尺寸，單位mm；D1為一次電極直徑尺寸，單位mm；D2為二次電極直徑尺寸，單位mm；Dt為凸模孔口尺寸，單位mm；S1，S2，S3分別為三次電火花放電加工的間隙，單位mm；Z為凸、凹模的配合間隙，單位mm。將公式1，2，3代入公式4可以得出：Z=2S1-2S2+2S3（式5）。由此我們可以看出，模具的配合間隙由三次火花放電的放電間隙決定。這種方法的優點就是放電間隙不受配合間隙的限制，加工精度高，配合間隙均勻，適合加工小間隙或無間隙的精密模具。缺點是操作過程較為復雜，需要制造二次電極，生產周期長，經濟性差。

由于電火花線切割加工技術的發展，沖模加工已主要采用線切割加工，但電火花穿孔加工沖模可以達到比電火花線切割更好的配合間隙、表面粗糙度和刃口斜度，因此，一些要求較高的沖模仍采用電火花穿孔加工工藝。

參 考 文 獻

[1]劉哲.電火花加工技術[M].北京：國防工業出版社，2010

[2]劉晉春，白基成，郭永豐.特種加工[M].北京：機械工業出版社，2008

[3]泰州德鋒電火花加工機床使用說明書[M]